当前位置:首页 > 中药方剂 > 正文内容

《实验动物科学》,第四节 实验动物的分类方法

5个月前 (05-26)中药方剂5


随着实验动物的进展,实验动物的分类方法愈来愈细,也更加科学化,通过了解下面的几种分类方法,同时可扼要地了解实验动物的来源和发展情况。

一、按实际用途分类

1.实验动物(Laboratory animals)是专门培育供实验用的动物,主要指作为医学、药学、生物学、兽医学等的科研、教学、医疗、鉴定、诊断、生物制品制造等需要为目的而驯养、繁殖、育成的动物。例如小鼠和大鼠是首先按实验要求,严格进行培育的实验动物,其次如地鼠类、豚鼠、其它啮齿类、鹌鹑等亦已实验动物化。


2.经济动物(Economical animals)或称家畜家禽(domestic animals and domestic fowl)是指作为人类社会生活需要(如肉用、乳用、蛋用、皮毛用等)而驯养、培育、繁殖生产的动物。转为实验用的有:产业家畜(猪、马、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鸽、兔、鱼类等)和社会家畜(犬、猫、金鱼等),其中一部分虽已培育成能达到作为实验动物的目标,但同具有高标准水平的鼠类相比,其品质还不能说是很高的。


3.野生动物(Wild amimals)是指作为人类需要,从自然界捕获的动物,没有进行人工繁殖、饲养的动物。例如两栖类、爬虫类(青蛙、蟾蜍、蝾螈、水龟等);鱼类(鲫鱼、泥鳅等);无脊椎动物(蛤蜊类、墨鱼类、蟹类、海胆类、蝇类、蚊类、蟑螂等)鸟类;啮齿类(如黑线仓鼠、长爪砂鼠、黑线姬鼠等野鼠);灵长类(猿猴)等,这些野生动物,除少数外,一般均不能进行人工繁殖生产。


4.观赏动物(Exihibiting animals)是指作为人类玩赏和公园里供人观赏而饲养的动物,如踏车小白鼠、玩赏犬和猫等。


实验用动物来源于野生动物,从野生到家养,通过纯化(定向培育)发展成多种实验动物。野生动物家畜化,家畜动物种化,实验动物纯化,是野生动物演变为实验动物的过程。


这里必须强调指出,以往,把实验用动物非常含糊地称为实验动物,在习惯上误认为:实验用动物和实验动物概念是一样的,现在必须加以纠正,两者应该明确区分。实验用动物就是指一切用于实验的动物,其中除了符合严格要求的实验动物外,还包括家畜(产业家畜和社会家畜)和野生动物,这三类统称为实验用动物(Animals for Research,或Expermental Animals)。将实验用动物区分为实验动物,家畜和野生动物这三类动物是很重要的,也是很必要的,因为在动物实验上,特别重视反应的重复性,这三类动物有较大的差异。所谓反应的重复性就是指不同的实验工作者,在不同的实验地点,不同的时间,用同一品系动物所做的的实验,几乎没有差异地均能获得相同的结果。这就希望动物实验能达到象化学分析天平称量那样的精确度,对实验动物来说,要求能达到化学试剂那样的纯度。为了达到这个目的,就必须同时进行极为严格的遗传和环境的控制,两者不能偏废。这对实验动物来说是可以作到的,对野生动物几科是不可能的。对家畜来说,并不具备这些条件,虽然,家畜中某个品种的确立,亦有一定程度的遗传学控制和人工饲养管理条件,但同实验动物的严格要求相比,还是相差悬殊。再从育种的角度来看,家畜育种的遗传性质目标,不外乎是按畜产上要求的泌乳能力(乳牛),产蛋能力(家禽),肥育能力(肉用家畜),产毛能力(皮毛动物)等来进行的,其选种的方法是择优除劣,即排除低生产性能的遗传形质和易感疾病形质。而实验动物育种的形质目标,是按研究上的需要来考虑的,可利用的形质是非常多的,除了培育有高产优质性能的形质外,凡是在实验动物中发现的同人相类似的疾病,都要通过遗传学手段积极的把它培育后保留下来,建立“疾病模型”的品系。不仅如此,对耐病性形质的的培育的方向也是多方面的,既要培育耐病性高的形质(例如低癌品系),同时又要培育耐病性低的形质(例如高癌品系),以适应研究的需要,这就同家畜的高性能育种方向安全不同,而且家畜也是很难作到这些。由引可以看出,将“实验用动物”区分为上述三类动物是完全必要的。

二、按遗传学控制原理分类

在化学实验中,要准备很多不同种类和不同纯度的试剂,按其含有杂质的多少可分为普遍的、实验室的、化学纯的、分析纯的等不同纯度的试剂,分别用于不同目的和要求的试验。在物理实验中,亦同样要制造出精密度各不相同的各种测定仪器、电子计算机等,促使物理学试验达到更加精确、迅速和完整的地步。实验动物被称为“活的试剂”的“活的测定器”。在动物实验时,就需要有纯度高的、敏感性强的,适合各种实验目的要求的健康的品系动物。目前,按遗传学控制方法,根据基因纯合的程度,把实验动物分类为:近交系、突变系、杂交群、封闭群四类,其规定要求各不相同,而杂种(Mongel)是未经遗传学控制而进行无计划交配繁殖的动物,故不属于本分类范围。


从遗传角度分类,也可将其分为同因型和不同基因型两类动物。同基因型动物又可分为近交系动物、同源导入近交系(近交同类系)动物、异单基因近交系(近交同类突变系)动物、重组近交系动物、突变系动物、杂交F1代动物、单亲二倍体动物和嵌合体动物。不同基因动物一般是指远交系动物和封闭群动物。每种动物在遗传学、生物学特性上和应用上都各具特点。


同基因型动物主要以近交系动物为代表,在繁殖中根据目的不同分别采用近交、杂交、或连续回交、或回交互交等特殊的方式培育而成。


不同基因型或杂合型的动物主要来源于远交杂种或近交纯种的动物,一般称为远交系动物或封闭群动物。种子来源于近交系或有近交历史的动物。其基因纯度与近交系相比差异不大,来源于没有近交历史的种群而繁殖的远交系动物,其基因变异情况差别很大。一般来说这些动物采用随机交配的方法,尽量避免选择,避免近交,保持一定的遗传异质性。


远交系动物和封闭群动物的特点,主要为高产、适应性和抗病性强,常用于生殖、生理、肿瘤、毒理、药理、免疫、微生物等研究工作以及一些药品、生物制品的制造和鉴定工作,目前常用的远交系动物有NIH、ICR等在我国则为昆明小鼠。


不同基因型的动物与基因型相同的动物相比在以下几个方面存在差异,见表1-4。


表1-4 同基因型与不同基因型动物比较



特 性
同 基 因 型
不 同 基 因


近 交 系
F1代杂交动物
远 交 系
F2系或杂种


同基因性


不高



纯合性


低(可变性)



长期遗传稳定性






可检定的客观指标


中等



表型一致性

较高
中等



独特性

较高
中等



国际公布
很广
很广
有限
极有限


背景资料

中等
中等




按遗传学控制方法,目前将实验动物分为下列几类,其主要特点分述如下:


1.近交系动物(Inbred strain animals):近交系动物一般称为之纯系动物。是采用兄妹交配(BXS——brother sister)或亲子交配(PXO——parent xoffspring,父母与子女交配),连续繁殖20代以上而培育出来的纯品系动物。一般以小鼠为典型代表。所以把啮齿类动物同胞兄妹连续交配达20代以上的品系称为近交系,其近交系数可达99.8%,亦可用亲子(父女、母子)连续交配20代以上达到近交目的,其近交系数可达99%。但必须用年轻的双亲同其子女交配,而且亲子交配不能同兄妹交配混用。很多学者认为,较大动物的纯种培育很难获得成功,因为成功率低,往往成为经济上的学生负担。例如犬和猫连续兄妹交配20代需经20年左右。鸡和兔亦也花费较长时间。但目前毕竟因研究上的特别需要,已培育出兔、犬、猫、鸡、羊、猎等的若干近交系。有些学者提议:禽类和兔的血缘系数达到80%以上时(相当兄妹交配四代),即可称为近交系。


2.突变系动物(Maiant strain animals)是保持有特殊的突变基因的品系动物,也就是正常染色体的基因发生了变异的、具有各种遗传缺陷的品系动物。生物在长期繁殖过程中,子代突变发生变异,其变异的遗传基因等位点可遗传下去,或即使没有明确的遗传基因等位点,但经过淘汰和选拔后,仍能维持稳定的遗传形质。这种变化了的能保持遗传基因特性的品系,称之为突变品系。在小鼠和大鼠中,通过自然突变和人工定向突变,已培育出很多突变品系动物。


3.杂交群动物(Hybrid animals)也称杂交一代动物或系统杂交动物。是指两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物。简称F1动物。一般只用子一代F1,有时也用子二代F2。例如由C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代为DBF1或D-2B6F1,C57L/J和A/He交配后的第一代为LAF1。


4.封闭群动物(Closed colony animals)是指一个动物种群在五年以上不从外部引进其他任何品种的新血缘,由同一血缘品种的动物进行随意交配,在固定场所保持繁殖的动物群。一般对群的大小、封闭年月、繁殖结构等均有明确的规定。可分为起源于近交系但并不进行兄妹交配的维持群和不起源于近交系而亦不进行兄妹交配的维持异。也就是在这固定的一群动物中,有的可能有近交关系,有的则无近交关系,但都要避免兄妹交配,也要避免亲子、表兄妹、侄伯之间相互交配,保持其一定的遗传差异。例如ddN小鼠,惠斯脱(Wistar)大鼠、各研究所长期自行繁殖的昆明种(瑞士种)小鼠、青紫兔、新西兰白兔、大白耳兔、豚鼠等均属此类。

三、按微生物学控制原理分类

在饲养动物的环境中及动物的体表、粘膜和消化道内容物中,均存在着大量种类繁多的微生物和寄生虫,如何控制微生物是特别重要的。一个优?


■[此处缺少一些内容]■


,故用药物将卵周围灭菌后移入无菌隔离器内使其孵化即可,而且,这些动物一般在在出生后能自力采食,故较易育成。


2.悉生动物(Cnotobiotes animals)是指机体内带着已知微生物(动物或植物)的动物。此种动物原是无菌动物,系人为的将指定微生物丛投给其体内,例如使大肠杆菌定居在无菌小鼠体内,在进行微生物检查时,仅能检出大肠杆菌。亦有人工投给二种以上的已知微生物。悉生动物一般分为单菌(Monoxenie)、双菌(Dixenie)、三菌(Trixenie),或多菌(Polyxenie)动物。此种动物同无菌动物一样是放在隔离器内饲育的,但因其带有已知的微生物,故隔离器内有微生物及其代谢产物的污染。例如,人工投给的微生物,除可在饮水中增殖外,还能在隔离器内放出大量的氨气。


3.无特定病原体动物(Specefic pathogen-free animals)是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物,简称SPF动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的,故其实际上就是指无传染病的健康动物。由于用疫苗和药物进行预防及治疗,或用淘汰带菌动物来作出SPF动物的方法并不实用(既浪费时间,又难保确实除去病原)。故一般大多先培育出无菌动物或悉生动物后,再把其转移到有封闭系统(Barrier System)的设施中饲育繁殖。原则上SPF动物室内是不允许存在病原菌的,但在封闭系统环境中,难免有很多非病原性微生物会逐渐进入动物机体内,故亦有人把这个转移过程称之为通常动物化。SPF动物的祖先是无菌动物,按理来说,无菌动物的子宫内和卵中应该是无菌的,然而,有些病毒实际上是通过亲代传给胎儿的,因此,在作出无菌动物和SPF动物之前,必须充分考虑这个问题。


4.清洁普通动物(Clean conventional animal,CCV)(亦称最低限度疾病动物MOA)或称清洁动物(Clean animal,CL)


来自屏障系统的SPF动物,饲养在设有两条走廊的,温湿度恒定的普通设施中的动物。垫料、饲料、用具等均应经过高压消毒。饮水pH为2.5~2.8,鼠盒上带过滤帽,空气亦应经过一定的过滤,工作人员穿干净服装操作,此类动物的微生物控制标准基本与SPF相同,不同之处为血清病毒抗体检查(脑脊髓炎病毒、鼠肝炎病毒……)经常可检出一定滴度的抗体,但不允许出现临床症状和脏器的病理变化和自然死亡。


普通动物(Conventioal animals)是未经积极的微生物学控制,普遍地饲养在开放卫生环境里的动物。垫料和食物不经高压消毒,饮水为自来水,不喂青饲料。鼠应排除肺炎病毒,沙门氏菌和链球菌,地鼠不应有蛲虫。普遍动物只能供教养和一般性实验,不适用于研究实验。

四、按我国实际情况分类

国外将实验动物分为五级和四级,以用于不同的实验。我国现在尚未划分实验动物的级别标准。1980年10月在北京召开医学科研存设计座谈会,有30多位国内著名专家教授参加,根据我国具体条件,这次会议对实验动物进行了分级,列举如下:


Ⅰ级:用于教学示教的动物,应没有能传染给人的疾病,如结核、假结核、痢疾、伤寒沙门氏菌感染、出血性黄疸螺旋体病、淋巴细胞脉络脑膜炎病毒感染,皮肤霉菌病,体外寄生虫病等。


Ⅱ级:用于一般动物实验,除Ⅰ级标准外,动物在一般实验动物室内繁殖饲养,种系清楚,不杂乱,没有动物所特有的疾病,如脱脚病(鼠痘)、流行性腹病毒、致死性肠道病毒、Pillifomis菌、出血性败血性巴斯德菌、支气管败血性传代菌感染、丝虫病、球虫病、蠕虫(除蛔虫外)病等。


Ⅲ级:即所谓无特定病原体(Specific Pathogen free,SPF)动物,除Ⅱ级标准外,动物为部腹产或子宫切除产,均按纯系要求繁殖,在隔离器内或层流室内饲养,只有一些不致病的细菌丛,没有各种致病的病原体。


Ⅳ级:即无菌(Germ free,GE)动物,在全封闭无菌条件下饲养的纯系动物,动物体内外不带有任何微生物和寄生虫(包括绝大部分病毒)。


Ⅲ级及Ⅱ级动物的要求较高也较贵,只宜用于特殊目的和要求的实验。


最近国内实验动物专家和科技工作者研究认为,现在我国医学实验动物分为四级:一级为普通动物;二级为清洁动物;三级为无特定原体动物;四级为无菌动物和悉生动物。


普通动物(CV)要求必须不带有人兽共患病原体及体外寄生虫。清洁动物(CL)要求在CV的基础上,还须不带有动物传染病的病原体。无特定病原体动物(SPF)要求在CL基础上还须不带有干扰实验的微生物。无菌动物(GF)要求不带有任何用现有的方法可以检出的微生物。悉生动物(GN)要求在无菌动物体上植入一种或数种已知的微生物。

特别提示:本文内容仅供初步参考,难免存在疏漏、错误等情况,请您核实后再引用。对于用药、诊疗等医学专业内容,建议您直接咨询医生,以免错误用药或延误病情,本站内容不构成对您的任何建议、指导。

本文链接:https://www.c666c.cn/195.html

分享给朋友: